激光技術(shù)是20世紀偉大的發(fā)明之一，自1960年**臺激光器問(wèn)世以來(lái)，固體激光器、氣體激光器、半導體激光器以及準分子激光器陸續誕生；激光不同于普通光源，它具有良好的單色性和相干性，很好的方向性，極高的能量密度，這些特點(diǎn)使得激光廣泛地應用于各類(lèi)機械加工領(lǐng)域，如激光切割、焊接、激光淬火、激光打標等等，而激光切割被認為是激光技術(shù)應用中最成熟的工藝。下文將對激光切割技術(shù)的相關(guān)內容進(jìn)行詳細的論述。

    一、激光切割的概述

    1. 激光切割的涵義

    激光切割是激光加工行業(yè)中最重要的一項應用技術(shù)，也是激光加工中應用最早、使用最多的加工方法。激光切割是用聚焦鏡將CO₂激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同時(shí)用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料，并使激光束與材料沿一定軌跡做相對運動(dòng)，從而形成一定形狀的切縫。激光切割技術(shù)經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，廣泛應用于汽車(chē)、機車(chē)車(chē)輛制造、航空、化工、輕工、電器與電子、石油和冶金等工業(yè)部門(mén)中。

    2. 激光切割的優(yōu)點(diǎn)

    激光切割技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

    **，精度高：定位精度0.05mm，重復定位精度0.02mm。

    第二，切縫窄：激光束聚焦成很小的光點(diǎn)，使焦點(diǎn)處達到很高的功率密度，材料很快加熱至氣化程度，蒸發(fā)形成孔洞。隨著(zhù)光束與材料相對線(xiàn)性移動(dòng)，使孔洞連續形成寬度很窄的切縫。切口寬度一般為0.10～0.20mm。

    第三，切割面光滑：切割面無(wú)毛刺，切口表面粗糙度一般控制在Ra12.5以?xún)取?/p>

    第四，速度快：切割速度可達10m/min，**定位速度可達70m/min，比線(xiàn)切割的速度快很多。

    第五，切割質(zhì)量好：無(wú)接觸切割，切邊受熱影響很小，基本沒(méi)有工件熱變形，完全避免材料沖剪時(shí)形成的塌邊，切縫一般不需要二次加工。

    第六，不損傷工件：激光切割頭不會(huì )與材料表面相接觸，保證不劃傷工件。

    第七，不受被切材料的硬度影響：激光可以對鋼板、不銹鋼、鋁合金板、硬質(zhì)合金等進(jìn)行加工，不管什么樣的硬度，都可以進(jìn)行無(wú)變形切割。

    第八，不受工件外形的影響：激光加工柔性好，可以加工任意圖形，可以切割管材及其他異型材。

    第九，可以對非金屬進(jìn)行切割加工：如塑料、木材、PVC、皮革、紡織品和有機玻璃等。

    第十，節約模具投資：激光加工不需模具，沒(méi)有模具消耗，無(wú)須修理模具，節約更換模具時(shí)間，從而節省了加工費用，降低了生產(chǎn)成本，尤其適合大件產(chǎn)品的加工。

    十一，節省材料：采用電腦編程，可以把不同外形的產(chǎn)品進(jìn)行整張板材料套裁，**限度地提高材料的利用率。

    十二，縮短了新產(chǎn)品制造周期：新產(chǎn)品試制，數量小，結構不確定、隨時(shí)會(huì )改動(dòng)，根本不能出模具，激光切割機大大縮短了新產(chǎn)品制造周期，減少了模具投入。

    二、國內外激光切割技術(shù)的現狀

    激光切割是激光加工中應用最早、使用最多的加工方法。以日本為例，目前已擁有CO2激光切割機2萬(wàn)多臺，約占全球激光加工機總量的1/3，其中80%為激光切割設備。在我國激光切割技術(shù)的推廣和應用潛力很大。隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，許多傳統產(chǎn)業(yè)需要改造，許多鈑金加工領(lǐng)域有待開(kāi)發(fā)，許多工業(yè)城市也需要建立激光加工中心。

    三、數控激光切割技術(shù)的發(fā)展前景

    1. 高速、高精度激光切割機及切割工藝

    我國的數控激光切割機生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展已取得了很大成就。但與國外先進(jìn)產(chǎn)品相比，還有較大差距，主要表現在切割機的運行速度低，動(dòng)態(tài)精度差，配套功能不夠，切割工藝參數不完善和切割斷面質(zhì)量不易保證等。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，必須生產(chǎn)出新型的高速、高精度的激光切割機，以滿(mǎn)足國內日益增長(cháng)的生產(chǎn)需要，數控激光割機應具備專(zhuān)用切割工藝參數，配有激光專(zhuān)用自動(dòng)編程系統及自動(dòng)排料、套料系統，減少編程時(shí)間，提高板材利用率。數控激光切割機如安裝交換工作臺，則可以大大提高生產(chǎn)率，充分利用激光能源，降低生產(chǎn)成本。

    2. 厚板激光切割技術(shù)的應用范圍想著(zhù)重工業(yè)的方向發(fā)展

    由于大功率CO2激光器光束模式的改進(jìn)和激光切割技術(shù)進(jìn)步，使厚板激光切割技術(shù)的應用逐漸增加，同時(shí)由于切割工藝采用CNC控制激光切割精度高，因此，用激光切割代替等離子、氧乙炔為主的中厚板切割的趨勢正迅速增長(cháng)，激光切割正從輕工業(yè)的鈑金加工業(yè)向建筑機械、橋梁、造船等重工業(yè)方向發(fā)展。

    3. 三維高精度大型數控激光切割機及其應用領(lǐng)域

    工藝技術(shù)三維數控激光切割機主要應用于汽車(chē)制造、航空、建筑及難以加工的大型立體鈑金件。其主要特點(diǎn)是：床身剛性好、加工范圍大；龍門(mén)式結構能實(shí)現高速、高精度的切割；三維激光切割頭不僅能沿X、Y、Z軸作直線(xiàn)運動(dòng)，且能進(jìn)行C軸旋轉.數控系統采用5軸或6軸聯(lián)動(dòng)系統，具有空間立體編程簡(jiǎn)單、操作方便和可靠性高的特點(diǎn)。目前國內企業(yè)對三維激光切割機已經(jīng)有需求，隨著(zhù)市場(chǎng)和經(jīng)濟的快速發(fā)展，在汽車(chē)、航空、機車(chē)及工程機械等行業(yè)對三維激光切割機的需求將會(huì )不斷增大，因此，開(kāi)發(fā)出性能好、工作可靠、使用方便的三維激光切割機，將使我國激光切割機的水平大大提高一步。

    4. 數控激光切割技術(shù)在農機制造中的應用

    農業(yè)機械種類(lèi)繁多，更新?lián)Q代迅速，新產(chǎn)品研制周期長(cháng)，而且多數種類(lèi)的產(chǎn)品都屬于小批量生產(chǎn)，農機產(chǎn)品的鈑金加工件一般采用4～6mm鋼板，板金件種類(lèi)多，并且更新快，傳統的農機產(chǎn)品板金加工件通常采用沖床方式，模具消耗大，通常一個(gè)大型的農機生產(chǎn)廠(chǎng)家用于模具存放的庫房就近300m²，由此可見(jiàn)，農機部件的加工如果仍然停留在傳統的方式，將嚴重制約產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代與技術(shù)開(kāi)發(fā)，而數控激光切割技術(shù)的柔性加工優(yōu)勢就體現出來(lái)了。

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